高考物理总复习 第二章 相互作用 242 实验三 验证力的平行四边形定则课件.ppt

实验三验证力的平行四边形定则 01 02 03 04 实验基础梳理 实验基础梳理 实验基础梳理 误差分析1 误差来源除弹簧测力计本身的误差外 还有读数误差 作图误差等 2 减小误差的力法 1 结点o 定位o点时要力求准确 同一次实验中橡皮条拉长后的o点必须保持不变 2 拉力 用弹簧秤测拉力时要使拉力沿弹簧秤轴线方向 应尽量使橡皮条 弹簧秤和细绳套位于与纸面平行的同一平面内 两个分力f1 f2间的夹角 不要太大或太小 3 作图 在同一次实验中 选定的比例要相同 严格按力的图示要求和几何作图法作出平行四边形 求出合力 实验基础梳理 注意事项操作不忘 三 二 一 用两个弹簧秤拉橡皮条时的 三记录 记录两弹簧秤示数 两细绳方向和结点o的位置 用一个弹簧秤拉橡皮条时的 二记录 记录弹簧秤示数和细绳方向 一注意 结点o的位置必须在同一位置 等 实验热点突破 热点一教材原型实验 例1 某同学做 验证力的平行四边形定则 的实验如图1甲所示 其中a为固定橡皮条的图钉 o为橡皮条与细绳的结点 ob和oc为细绳 图乙是在白纸上根据实验结果画出的图 1 如果没有操作失误 图乙中的f与f 两力中 方向一定沿ao方向的是 2 本实验采用的科学方法是 a 理想实验法b 等效替代法c 控制变量法d 建立物理模型法 f b 实验热点突破 3 实验时 主要的步骤是 a 在桌上放一块方木板 在方木板上铺一张白纸 用图钉把白纸钉在方木板上 b 用图钉把橡皮条的一端固定在板上的a点 在橡皮条的另一端拴上两条细绳 细绳的另一端系着绳套 c 用两个弹簧测力计分别钩住绳套 互成角度地拉橡皮条 使橡皮条伸长 结点到达某一位置o 记录下o点的位置 读出两个弹簧测力计的示数 d 按选好的标度 用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力f1和f2的图示 并用平行四边形定则求出合力f e 只用一只弹簧测力计 通过细绳套拉橡皮条使其伸长 读出弹簧测力计的示数 记下细绳的方向 按同一标度作出这个力f 的图示 f 比较f 和f的大小和方向 看它们是否相同 得出结论 上述步骤中 有重要遗漏的步骤的序号是 和 遗漏的内容分别是 和 ce c中应加上 记下两条细绳的方向 e中应说明 把橡皮条的结点拉到同一位置o 转到解析 实验热点突破 解析 1 由一个弹簧测力计拉橡皮条至o点的拉力一定沿ao方向 而两根弹簧测力计拉橡皮条至o点的拉力 根据平行四边形定则作出两弹簧测力计拉力的合力 由于误差的存在 不一定沿ao方向 故一定沿ao方向的是f 2 一个力的作用效果与两个力的作用效果相同 它们的作用效果可以等效替代 故选项b正确 3 根据 验证力的平行四边形定则 实验的操作规程可知 有重要遗漏的步骤的序号是c e 在c中未记下两条细绳的方向 e中未说明是否把橡皮条的结点拉到同一位置o 答案 1 f 2 b 3 ce c中应加上 记下两条细绳的方向 e中应说明 把橡皮条的结点拉到同一位置o 转回原题 实验热点突破 变式训练1 完成以下 验证力的平行四边形定则 实验的几个主要步骤 1 如图2甲 用两只弹簧测力计分别钩住细绳套 互成角度地拉橡皮条 使橡皮条伸长 记下结点o的位置 两弹簧测力计的读数f1 f2以及两细绳套的方向 2 如图乙 用一只弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条的结点拉到 记下细绳套的方向 如图丙中的c 读得弹簧测力计的示数f 3 如图丙 按选定的标度作出了f1 f2的图示 请在图丙中 按同样的标度作出力f的图示 按力的平行四边形定则作出f1 f2的合力f 4 若f 与f 则平行四边形定则得到验证 同一位置o 转到解析 4 0n 在误差范围内大小 方向相同 实验热点突破 解析 2 如题图乙 用一只弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条的结点拉到同一位置o 记下细绳套的方向 由图示弹簧测力计可读得弹簧测力计的示数f 4 0n 3 作出力f的图示如图所示 根据力的平行四边形定则 作出f1 f2的合力f 如图所示 4 若有f 与f在误差范围内大小相等 方向相同 则平行四边形定则得到验证 答案 2 同一位置o4 0n 3 见解析 4 在误差范围内大小相等 方向相同 转回原题 实验热点突破 热点二实验拓展创新实验拓展创新的两种方法以本实验为背景 以实验中操作的注意事项 误差来源设置条件 或通过改变实验条件 实验仪器设置题目 1 对实验原理的理解 实验方法的迁移2 实验器材的改进 1 橡皮筋 替代弹簧测力计 2 钩码 替代弹簧测力计 实验热点突破 例2 2018 昆明市教学质量检测 某学生实验小组设计了一个 验证力的平行四边形定则 的实验 装置如图3甲所示 在竖直放置的木板上部附近两侧 固定两个力传感器 同一高度放置两个可以移动的定滑轮 两根细绳跨过定滑轮分别与两力传感器连接 在两细绳连接的结点o下方悬挂钩码 力传感器1 2的示数分别为f1 f2 调节两个定滑轮的位置可以改变两细绳间的夹角 实验中使用若干相同的钩码 每个钩码质量均为100克 取g 9 8m s2 1 关于实验 下列说法正确的是 a 实验开始前 需要调节木板使其位于竖直平面内b 每次实验都必须保证结点位于o点c 实验时需要记录钩码数量 两力传感器的示数和三细绳的方向d 实验时还需要用一个力传感器单独测量悬挂于o点钩码的总重力 2 根据某次实验得到的数据 该同学已经按照力的图示的要求画出了f1 f2 请你作图得到f1 f2的合力f 只作图 不求大小 并写出该合力不完全竖直的一种可能原因 转到解析 ac 定滑轮有摩擦 木板未竖直放置等 回答出一项合理答案即可 实验热点突破 解析 1 实验开始前 需要调节木板使其位于竖直平面内 以保证钩码重力等于细线中的拉力 选项a正确 该装置每次实验不需要保证结点位于o点 选项b错误 实验时需要记录钩码数量 两力传感器的示数和三细绳的方向 选项c正确 悬挂于o点钩码的总重力可以根据钩码的质量得出 不需要力传感器测量 选项d错误 2 利用平行四边形定则作出f1和f2的合力f 该合力方向不完全在竖直方向的可能原因是定滑轮有摩擦 木板未竖直放置等 答案 1 ac 2 如解析图所示定滑轮有摩擦 木板未竖直放置等 回答出一项合理答案即可 转回原题 实验热点突破 变式训练2 某实验小组用一支弹簧测力计和一个量角器等器材验证力的平行四边形定则 设计了如图4所示的实验装置 固定在竖直木板上的量角器的直边水平 橡皮筋的一端固定于量角器的圆心o的正上方a处 另一端系绳套1和绳套2 主要实验步骤如下 1 弹簧测力计挂在绳套1上竖直向下拉橡皮筋 使橡皮筋的结点到达o点处 记下弹簧测力计的示数f 2 弹簧测力计挂在绳套1上 手拉着绳套2 缓慢拉橡皮筋 使橡皮筋的结点到达o处 此时绳套1沿0 方向 绳套2沿120 方向 记下弹簧测力计的示数f 3 根据力的平行四边形定则计算绳套1的拉力为 4 比较 即可初步验证 5 只改变绳套2的方向 重复上述实验步骤 6 将绳套1由0 方向缓慢转动到60 方向 同时绳套2由120 方向缓慢转动到180 方向 此过程中保持橡皮筋的结点在o处不动 保持绳套1和绳套2的夹角120 不变 关于绳套1的拉力大小的变化 下列结论正确的是 填选项前的序号 a 逐渐增大b 先增大后减小c 逐渐减小d 先减小后增大 转到解析 实验热点突破 转回原题 备选训练 备选训练 将橡皮筋的一端固定在a点 另一端拴上两根细绳 每根细绳分别连着一个量程为5n 最小刻度为0 1n的弹簧测力计 沿着两个不同的方向拉弹簧测力计 当橡皮筋的活动端拉到o点时 两根细绳相互垂直 如左图所示 这时弹簧测力计的读数可从图中读出 1 由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为 n和 n 2 在右图所示